DE69623130T3

DE69623130T3 - Absorbierende artikel mit flüssigkeitskontaktwinkelgradienten und perforierte, äussere schicht

Info

Publication number: DE69623130T3
Application number: DE69623130T
Authority: DE
Inventors: Philip Christopher BEWICK-SONNTAG; Paolo Veglio
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1996-12-19
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2016-12-20
Also published as: WO1997024095A1; DE69623130D1; CA2241744A1; TW344659B; ES2177831T3; ZA9610902B; KR100272833B1; JPH11501561A; CN1211911A; KR19990076851A; EP0874612B1; DE69623130T2; EP0874612B2; CA2241744C; MX9805293A; BR9612383A; ES2177831T5; EP0874612A4; HK1016454A1; AU1469697A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen absorbierenden Artikel, insbesondere Damenbinden, mit einer atmungsfähigen Unterschicht, welche eine reduzierte Durchnässung auf die Unterwäsche von Benutzerinnen zeigt.
Hintergrund der Erfindung
Die primären Bedürfnisse von Verbraucherinnen, welchen die Entwicklung auf dem Gebiet von absorbierenden Artikeln, insbesondere Katamneseeinrichtungen, unterliegt, sind ein hochgradiger Schutz und Komfort.
Ein höchst wünschenswertes Mittel zum Verbessern des Komforts von absorbierenden Artikeln ist die Verwendung sogenannter "atmungsfähiger Unterschichten". Ein Typ einer atmungsfähigen Unterschicht ist ein zweidimensionaler oder planarer mikroporöser Film. Solche atmungsfähigen Unterschichten sind primär dampfdurchlässig und erlauben einen Gasaustausch mit der Umgebung. Dieser erlaubt die Verdampfung eines Teils des in dem Kerns gespeicherten Fluids und erhöht die Luftzirkulation innerhalb des absorbierenden Artikels. Dies ist besonders günstig, da dies das stickige Gefühl verringert, das viele Trägerinnen während der Benutzung, insbesondere über ausgedehnte Zeitspannen, wahrnehmen. Offensichtlich gilt, je größer die Öffnungen desto besser die Durchlässigkeit der Schicht.
Der Hauptnachteil jedoch, der mit der Verwendung atmungsfähiger Unterschichten in einem absorbierenden Artikel verbunden ist, die erhöhte Wahrscheinlichkeit einer Leckage, die allgemein als Durchnässung auf die Wäsche der Benutzerinnen bezeichnet wird. Obwohl solche atmungsfähigen Unterschichten im Grunde dazu gedacht sind, nur die Übertragung von Materialien im gasförmigen Zustand zu erlauben, können physikalische Mechanismen auftreten, wie eine Extrusion, Diffusion und ein Kapillartransport, und zu der Überführung von Fluiden durch die Unterschichten hindurch und auf die Wäsche der Benutzerinnen führen. Insbesondere werden diese Mechanismen vorherrschender, falls das Produkt während einer physikalischen Anspannung, für schwere Frachten oder über ausgedehnte Zeitspannen benutzt wird. Obwohl atmungsfähige Unterschichten ausgezeichnete Komfortverbesserungen liefern, führen diese Tatsächlich zu einem unakzeptablen Grad an Fehlverhalten hinsichtlich des Schutzes, insbesondere unter Streßbedingungen.
Das Problem der Durchnässung auf die Wäsche von Benutzerinnen aufgrund des Einbaus solcher atmungsfähigen Unterschichten in absorbierende Artikel wurde im Stand der Technik erkannt. Versuche, das Problem zu lösen, beruhten hauptsächlich auf der Verwendung einer mehrlagigen Unterschicht, wie einer solchen, wie sie dargestellt ist in US 4 341 216 . Ebenso offenbart EP 710 472 atmungsfähige absorbierende Artikel mit einer atmungsfähigen Unterschicht bestehend aus wenigstens zwei atmungsfähigen Schichten, welche über der Kernfläche lose zueinander angebracht sind. Auch EP 710 471 offenbart eine atmungsfähige Unterschicht für absorbierende Einwegartikel mit einer äußeren Schicht eines gasdurchlässigen, hydrophoben, polymeren faserigen Stoffes und eine innere Schicht mit einem offen geformten Film einem gerichteten Fluidtransport. US 3 881 489 offenbart eine atmungsfähige Unterschicht mit zwei Schichten, die einen Gradienten im Lückenvolumen haben. EP 710 472 offenbart eine atmungsfähige Unterschicht mit wenigstens zwei Schichten, welche im wesentlichen lose aneinander angebracht sind. Die innere Schicht umfaßt vorzugsweise einen Film mit trichterförmigen Öffnungen mit einem gerichteten Fluidtransport.
Keine der obigen Lösungen jedoch hat sich als vollständig zufriedenstellend herausgestellt. Dies ist insbesondere der Fall für dünne Produkte, da die Dicke auch als eine Schlüsselvariable angesehen wird, die den Produktkomfort beeinflußt. Somit existiert eine Dichotomie in den verfügbaren Verfahren, um einen erhöhten Komfort absorbierender Produkte zu schaffen, derart, daß dünne atmungsfähige Produkte nicht den gewünschten Grad an Schutz liefern können.
Als Ergebnis davon existiert ein Bedürfnis dahin gehend, einen absorbierenden Artikel zu schaffen, welcher einen verbesserten Komfort durch die Verwendung einer atmungsfähigen Unterschicht bietet und eine reduzierte Dicke aufweist, welche den erforderlichen Grad an Schutz beibehält.
Es hat sich nun herausgestellt, daß atmungsfähige Unterschichten in dünnen Damenbinden verwendet werden können, wodurch sowohl eine hoher Grad an Schutz als auch ein Komfort geschaffen wird, indem ein Hydrophobizitätsgradient zwischen der Unterschicht und dem Kern erzeugt wird, der durch die Verwendung von Materialien mit geringer Oberflächenenergie, wie einem Silicon oder Chlorfluorkohlenstoffen oder durch eine Behandlung für eine geringe Oberflächenenergie erreicht wird. In dieser Weise wird angenommen, daß die physikalischen Mechanismen, wie der Kapillar- und Diffusionstransport behindert werden und eine Durchnässung erheblich reduziert wird, wenn nicht vollständig ausgeschlossen wird.
Die Verwendung von Oberflächenenergie-Gradienten als solche wird diskutiert in EP 767 648 . Sie offenbart Fluidtransportbahnen, z.B. Oberschichten, welche Oberflächenenergiegradienten zeigen. Die Bahn erleichtert den Fluidtransport in einer Richtung und widersetzt sich dem Transport in der entgegen gesetzten Richtung. Die Bahn umfaßt eine erste und eine zweite Oberfläche, welche voneinander durch einen Zwischenbereich getrennt sind. Die erste Oberfläche der Bahn hat eine geringere Oberflächenenergie als die Oberflächenenergie des Zwischenbereichs, wodurch ein Oberflächenenergiegradient erzeugt wird. Geeignete Materialien mit geringer Oberflächenenergie umfassen Silicon, Fluorpolymere und Paraffine. Die Bahn ist besonders geeignet als Oberschicht für absorbierende Artikel, um ein Fluid weg von der Träger berührenden Oberfläche zu transportieren. US 5 334 177 offenbart die Verwendung eines Gradienten in einem Flüssig/Fest-Kontaktwinkel im Kern der absorbierenden Artikel für die Verteilung von Flüssigkeit von einer Angriffszone, die in einer Region mit hohem Aussetzungspotential gegenüber einer anfänglichen Benässung liegt, zu einer Zusatz-Kernzone, welche sich in Fluidkon takt mit der Angriffszone befindet. Der Flüssig/Fest-Kontaktwinkel nimmt von der Angriffszone in Richtung der Zusatz-Kernzone ab.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf einen absorbierenden Einwegartikel mit einer flüssigkeitsdurchlässigen Oberschicht, einem absorbierenden Kern und einer Unterschicht. Der Kern liegt zwischen der Oberschicht und der Unterschicht, und die Unterschicht umfaßt eine gasdurchlässige zweidimensional geöffnete Schicht, und der Kern umfaßt eine Fluidspeicherschicht. Die Unterschicht umfaßt eine äußere Schicht. Der Kern und die Unterschicht umfassen jeweils wenigstens eine Schicht, wobei jede Schicht eine trägerseitige Oberfläche und eine wäscheseitige Oberfläche hat und jede der Oberflächen der Schichten einen Fluidkontaktwinkel hat. Der absorbierende Artikel hat einen unteren Bereich, der sich von der wäscheseitigen Oberfläche der Fluidspeicherschicht und diese umfassend zu der wäscheseitigen Oberfläche der äußeren Schicht und diese umfassend erstreckt. Die trägerseitige Oberfläche wenigstens einer der Schichten in dem unteren Bereich hat einen Fluidkontaktwinkel, der größer ist als der Fluidkontaktwinkel der angrenzenden wäscheseitigen Oberfläche einer angrenzenden Schicht.
Außerdem hat die wäscheseitige Oberfläche von wenigstens einer der Schichten in dem unteren Bereich einen Fluidkontaktwinkel, der größer ist als der Fluidkontaktwinkel der trägerseitigen Oberfläche der gleichen Schicht.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines oben beschriebenen absorbierenden Artikels mit dem Schritt des Aufbringens eines Materials mit geringer Oberflächenenergie auf die Oberfläche wenigstens einer der Schichten im unteren Bereich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1: Draufsicht einer ersten Ausführungsform eines absorbierenden Artikels der vorliegenden Erfindung mit weggeschnittenen Bereichen, um seinen Aufbau zu zeigen.
2: Eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Unterschicht der vorliegenden Erfindung entlang der Linie I-I aus 1.
3: Eine vergrößerte Schnittansicht eines Flüssigkeitstropfens auf einer Oberfläche, wobei ein Winkel A den Kontaktwinkel der Flüssigkeit mit der Oberfläche darstellt.
4: Eine vergrößerte Ansicht im Querschnitt eines Flüssigkeitstropfens auf einer Oberfläche mit zwei unterschiedlichen Oberflächenenergien, so daß sie zwei unterschiedliche Kontaktwinkel (A(a) und A(b) zeigen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf absorbierende Einwegartikel, wie Damenbinden 1, Babywindeln, Inkontinenzprodukte und Höscheneinlagen. Typischerweise umfassen solche Produkte eine flüssigkeitsdurchlässige Oberschicht 2, eine Unterschicht 3 und einen absorbierenden Kern 4 zwischen der Oberschicht 2 und der Unterschicht 3. Die Oberschicht 2, die Unterschicht 3 und der Kern 4 haben jeweils eine trägerseitige Oberfläche und eine wäscheseitige Oberfläche. Die wäscheseitige Oberfläche der Oberschicht und die trägerseitige Oberfläche der Unterschicht sind miteinander am Umfang 5 des absorbierenden Artikels verbunden. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck unterer Bereich auf den Bereich des absorbierenden Artikels, der sich von der wäscheseitigen Oberfläche der Fluidspeicherschicht und diese einschließend zu der wäscheseitigen Oberfläche der äußeren Schicht und diese einschließend erstreckt. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat der absorbierende Artikel Flügel, Seitenhüllen oder Seitenklappen.
Unterschicht
Die absorbierenden Artikel gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen eine atmungsfähige Unterschicht 20. Die Unterschicht 20 verhindert primär, daß in die absorbierende Struktur absorbierte und aufgenommene Ausscheidungen Artikel benässen, welche das absorbierende Produkt berühren, wie Unterhosen, Höschen, Schlafanzüge und Unterwäsche. Zudem erlaubt die Unterschicht der vorliegenden Erfindung jedoch die Übertragung sowohl von Dampf als auch in gewissem Maße von Luft durch diese hindurch und erlaubt somit die Zirkulation von Luft in die Unterschicht und aus dieser heraus.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Unterschicht wenigstens eine Schicht mit einer gasdurchlässigen, zweidimensionalen, im wesentlichen planaren, offenen Schicht 21. Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck zweidimensional im wesentlichen planar, auf Schichten mit einer Dicke von weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,5 mm, wobei die Öffnungen alle in der Ebene der Schicht sind. So umfaßt der Ausdruck zweidimensionale Schicht, wie hier verwendet, nicht offen geformte Filme mit Öffnungen, welche aus der Ebene der Schicht vorstehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Öffnungen in der zweidimensionalen Schicht jede Konfiguration haben, sind aber vorzugsweise kreisförmig oder länglich. Die Öffnungen können auch variierende Abmessungen haben. Typischerweise haben die Öffnungen mittlere Durchmesser von 150 Mikrometer bis 5 Mikrometer, vorzugsweise von 120 Mikrometer bis 5 Mikrometer, äußerst bevorzugt von 90 Mikrometer bis 5 Mikrometer. Vorzugsweise hat die gesamte Oberfläche der zweidimensionalen Unterschicht Öffnungen, welche gleichmäßig über den gesamten Oberflächenbereich verteilt sind. Jedoch sind Unterschichten mit nur bestimmten Regionen des Oberflächenbereichs, die Öffnungen aufweisen, wie bei spielsweise dem zentralen Bereich oder dem Umfangsbereich, sind auch berücksichtigt, so daß sie in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
Die zweidimensional geöffnete Schicht der Unterschicht kann aus irgendeinem Material des Standes der Technik hergestellt sein, wird aber vorzugsweise aus allgemein erhältlichen polymeren Materialien hergestellt, wie Polyethylen oder Polypropylen. Ein geeignetes mikroporöses Material umfaßt XMP-1001 der Minnosota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota USA, und XBF-100W, erhältlich von Exxon Chemicals, Illinois, USA. Geeignete Materialien sind z.B. die Materialien Gortex (TM) oder Sympatex (TM), die im Stand der Technik für die Anwendung in sogenannter atmungsfähiger Bekleidung bekannt sind. Die geöffneten Materialien zur Verwendung als Unterschicht in der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung eines der im Stand der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden, wie dies beispielsweise beschrieben ist in EPO 293 482 und den darin genannten Druckschriften. Zudem können die Abmessungen der durch dieses Verfahren produzierten Öffnungen durch Aufbringen einer Kraft über der Ebene der Unterschichtlage erhöht werden (das heißt, durch Strecken der Schicht).
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Unterschicht zusätzlich zu der zweidimensionalen Schicht weitere Schichten aufweisen, vorzugsweise wenigstens eine zusätzliche Schicht 22. Die zusätzlichen Schichten können aus irgendeinem Material des Standes der Technik zusammen gesetzt sein, welches gasdurchlässig ist. Vorzugsweise umfaßt die Unterschicht der vorliegenden Erfindung wenigstens eine Schicht ausgewählt aus Geweben, Vliesstoffen, geformten geöffneten polymeren Filmen, vorzugsweise mit vorstehenden Öffnungen, um einen Fluidtransport von der Unterschicht zum Kern oder zu den zweidimensional geöffneten Schichten, ähnlich der hier oben beschriebenen ersten Schicht, zu erleichtern. Vorzugsweise umfaßt die zweite Schicht der Unterschicht entweder eine geöffnete Schicht für einen eindirektionalen Fluidtransport oder eine faserige Stoffschicht, die zusammen gesetzt ist aus Polymerfasern, wie aus im Stand der Technik bekannten polymeren Vliesstoffen. Die faserige Faserschicht hat vorzugsweise ein Basisgewicht von 10 bis 100 g/m², ganz bevorzugt 1 bis 30 g/m². Die Fasern können hergestellt sein aus irgendeinem polymeren Material, insbesondere aus Fasern von Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyacetat oder Kombinationen davon (Inter- und Intrafaserkombinationen). Auch Mischungen von synthetischen Fasern und nicht absorbierenden natürlichen Fasern oder behandelten natürlichen Fasern, wie Baumwolle, können für die zweite Schicht verwendet werden. Die Fasern sind vorzugsweise spunbonded, kardiert oder schmelzgeblasen. Vorzugsweise umfaßt die zweite Schicht eine Matrix aus spunbonded Fasern, die auf einer Seite mit schmelzgeblasenen Fasern überdeckt, oder alternativ eine Matrix aus schmelzgeblasenen Fasern, die auf beiden Seiten mit spunblown Fasern überdeckt ist. Die zweite der Unterschicht kann zudem wenigstens 5 Gew.-% der Schicht aus Fasern aufweisen, welche flüssigkeitsabsorptiv sind, derart, daß die Fasern quellen und einen Zwischenfaserabstand verringern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Unterschicht angrenzend an den Kern und unter diesem angeordnet und erstreckt sich in Richtung der wäscheseitigen Oberfläche des absorbierenden Artikels. Falls die Unterschicht nur eine Schicht umfaßt, welche die zweidimensionale Schicht ist, wird diese Schicht an den Kern angrenzen. In dem Fall jedoch, daß die Unterschicht mehrere Schichten aufweist, kann zweidimensionale Schicht entweder oberhalb oder unterhalb der Schichten positioniert sein und muß somit nicht unmittelbar angrenzend an den Kern angeordnet sein. Alle Schichten mit der Unterschicht sind im wesentlichen miteinander innig und in direktem Kontakt verbunden.
Die Unterschicht erstreckt sich typischerweise über die Gesamtheit der absorbierenden Struktur und kann sich in einen Teil von oder in alle Seitenklappen, Seitenhüllelemente oder Flügel erstrecken.
Absorbierender Kern
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt der absorbierende Kern 23 einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich, wobei der erste Bereich die folgenden Komponenten umfassen kann: (a) eine optionale primäre Fluidverteilungsschicht, vorzugsweise zusammen mit einer sekundären optionalen Fluidverteilungsschicht; (b) eine Fluidspeicherschicht; und als zweiter Bereich kann umfassen (c) eine optionale faserige ("staubende") Schicht, welche die Speicherschicht unterlagert; und (d) weitere optionale Komponenten. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der absorbierende Kern irgendeine Dicke haben, abhängig von der in Betracht gezogenen Endnutzung. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher der absorbierende Kern eine Damenbinde oder eine Höscheneinlage ist, kann der Kern eine Dicke von 15 mm bis 1 mm, vorzugsweise von 10 mm bis 1 mm, äußerst bevorzugt von 7 mm bis 1 mm haben.
a Primäre/Sekundäre Fluidverteilungsschicht
Eine optionale Komponente des absorbierenden Kerns gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine primäre Fluidverteilungsschicht und eine sekundäre Fluidverteilungsschicht. Die primäre Verteilungsschicht unterlagert typischerweise die Oberschicht und ist in Fluidkommunikation mit dieser. Die Oberschicht überträgt das angenommene Fluid zu dieser primären Verteilungsschicht zur ultimativen Verteilung an die Speicherschicht. Die Überführung des Fluids durch die primäre Verteilungsschicht erfolgt nicht nur in der Dicke, sondern auch entlang der Längen- und Breitenrichtung des absorbierenden Produkts. Die auch optionale, aber bevorzugte sekundäre Verteilungsschicht unterlagert typischerweise die primäre Verteilungsschicht und steht in Fluidkommunikation mit dieser. Der Zweck dieser sekundären Verteilungsschicht liegt darin, ein Fluid von der primären Verteilungsschicht leicht anzunehmen und dieses schnell zu der unterlagernden Speicherschicht zu überführen. Dies hilft dabei, daß die Fluidkapazität der unterlagernden Speicherschicht vollständig genutzt wird. Die Fluidverteilungsschichten können aus irgendeinem Material zusammen gesetzt sein, das typisch ist für solche Verteilungsschichten.
b Fluidspeicherschicht
In Fluidkommunikation mit, und typischerweise die primäre und die sekundäre Verteilungsschicht unterlagernd, ist eine Fluidspeicherschicht positioniert. Die Fluidspeicherschicht kann jedes gewöhnliche absorbierende Material oder Kombinationen davon umfassen. Vorzugsweise umfaßt diese absorbierende Geliermaterialien, die gewöhnlich als "hydrogel", "superabsorbierende", hydrokollide" Materialien bezeichnet werden, in Kombination mit geeigneten Trägern.
Die absorbierenden Geliermaterialien sind in der Lage, große Mengen wäßriger Körperfluide zu absorbieren, und sind ferner in der Lage, solche absorbierten Fluide unter moderaten Drücken zurück zu halten. Die absorbierenden Geliermaterialien können homogen oder nicht-homogen in einem geeigneten Träger dispergiert werden. Die geeigneten Träger können, vorausgesetzt, daß sie als solche absorbierend sind, auch alleine verwendet werden.
Geeignete absorbierende Geliermaterialien zur Verwendung hierin werden am häufigsten ein im wesentlichen wasserunlösliches, leicht vernetztes, teilweise neutralisiertes, polymeres Geliermaterial umfassen. Dieses Material bildet bei Kontakt mit Wasser ein Hydrogel. Solche polymeren Materialien können aus polymerisierbaren, ungesättigten, Säure enthaltenden Monomeren präpariert werden, welche im Stand der Technik gut bekannt sind.
Geeignete Träger umfassen Materialien, welche gewöhnlich in absorbierenden Strukturen verwendet werden, wie natürliche, modifizierte oder synthetische Fasern, teilweise modifizierte oder nicht modifizierte Zellulosefasern in Form von Flocken und/oder Tissues. Geeignete Träger können mit dem absorbierenden Geliermaterial zusammen verwendet werden, sie können jedoch auch alleine oder in Kombinationen verwendet werden. Am bevorzugtesten stehen Tissues oder Tissuelaminate im Kontext zu Damenbinden und Höscheneinlagen.
Eine Ausführungsform der absorbierenden Struktur, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, umfaßt ein doppellagiges Tissuelaminat, das durch Falten des Tissues auf sich selbst gebildet wird. Diese Lagen können miteinander z.B. durch ein Haftmittel oder durch ein mechanisches Verriegeln oder durch Wasserstoffbrückenbindungen miteinander verbunden sein. Ein absorbierendes Geliermaterial oder ein anderes optionales Material kann zwischen den Lagen vorhanden sein.
Modifizierte Zellulosefasern, wie die versteiften Zellulosefasern, können auch verwendet werden. Synthetische Fasern können auch verwendet werden und solche umfassen, die hergestellt werden aus Zellulosacetat, Polyvinylfluorid, Polyvinylidenchlorid, Acryle (wie Orlon), Polyvinylacetat, nicht löslicher Polyvinylalkohol, Polyethylen, Polypropylen, Polyamide (wie Nylon), Polyester, Bikomponentfasern, Trikomponentfasern, Mischungen von diesen und dergleichen. Vorzugsweise sind die Faseroberflächen hydrophil oder werden behandelt, daß sie hydrophil sind. Die Speicherschicht kann auch Füllmaterial umfassen, wie Perlit, die Diatomeenerde, Vermiculit, etc., um eine Flüssigkeitsretention zu verbessern.
Falls das absorbierende Geliermaterial in einem Träger nicht homogen verteilt ist, kann die Speicherschicht dennoch lokal homogen sein, das heißt, einen Verteilungsgradienten in ein oder mehren Richtungen innerhalb der Abmessungen der Speicherschicht haben. Eine nicht homogene Verteilung kann sich auch auf Laminate oder Träger beziehen, welche die absorbierenden Geliermaterialien teilweise oder ganz einschließen.
c Optionale faserige ("staubende") Schicht
Eine optionale Komponente zum Einfügen in den absorbierenden Kern gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine faserige Schicht angrenzend an die Unterschicht und diese typischerweise unterlagernd. Diese unterlagernde Faserschicht wird typischerweise als eine "staubende" Schicht bezeichnet, da sie ein Substrat schafft, auf welchem absorbierendes Geliermaterial in der Speicherschicht während der Herstel lung des absorbierenden Kerns abgelagert wird. Tatsächlich muß in solchen Fällen, in welchen das absorbierende Geliermaterial in Form von Makrostrukturen vorliegt, wie Fasern, Flächengebilden oder Streifen, diese faserige "staubende" Schicht nicht enthalten sein. Diese "staubende" Schicht liefert jedoch einige zusätzliche Fluidhandhabungseigenschaften, wie ein schnelles Anziehen von Fluid entlang der Länge des Pads.
d Weitere optionale Komponenten der absorbierenden Struktur
Der absorbierende Kern gemäß der vorliegenden Erfindung kann weitere optionale Komponenten enthalten, die normalerweise in absorbierenden Bahnen vorhanden sind. Zum Beispiel kann ein verstärkendes Scrim innerhalb der jeweiligen Schichten oder zwischen den jeweiligen Schichten des absorbierenden Kerns positioniert sein. Solche verstärkenden Scrims sollten eine solche Konfiguration haben, daß sie keine Grenzflächenbarrieren für einen Fluidtransfer bilden. Mit der strukturellen Integrität, die gewöhnlich als Ergebnis der thermischen Bindung auftritt, sind verstärkende Scrims gewöhnlich nicht für thermisch gebundene absorbierende Strukturen erforderlich.
Eine weitere Komponente, welche in dem absorbierenden Kern gemäß der Erfindung enthalten sein kann und vorzugsweise nahe der primären oder sekundären Fluidverteilungsschicht vorgesehen ist oder als Teil derselben, sind Geruchsregulierungsmittel. Mit anderen Geruchsregulierungsmitteln beschichteter aktiver Kohlenstoff, zusätzlich zu diesen, insbesondere geeigneter Zeolit oder Tonmaterialien, werden optional in die absorbierende Struktur eingebaut. Diese Komponenten können in jeder gewünschten Form eingebaut sein, sind häufig aber als diskrete Teilchen enthalten.
Die Oberschicht
Die Oberschicht (24) kann eine Einzellage oder eine Mehrzahl von Lagen umfassen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Oberschicht eine erste Lage (25), welche die benutzerseitige Oberfläche der Oberschicht schafft, und eine zweite Lage (26) zwischen der ersten Lage und dem absorbierenden Kern (23).
Die Oberschicht als Ganzes, und somit jede individuelle Lage, muß nachgiebig, weichfühlig und nicht störend für die Haut des Trägers ein. Sie kann auch elastische Merkmale haben, die ihr erlauben, in ein oder zwei Richtungen gestreckt zu werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Oberschicht aus irgendeinem der Materialien gebildet sein, die für diesen Zweck erhältlich sind und im Stand der Technik bekannt sind, wie Vliesstoffe, Filme oder Kombinationen aus beiden. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt wenigstens eine der Lagen (vorzugsweise die obere Lage) der Oberschicht einen flüssigkeitsdurchlässigen, geöffneten Polymerfilm (25).
Vorzugsweise ist die obere Lage mit einem Filmmaterial mit Öffnungen versehen, welche vorgesehen sind, um einen Flüssigkeitstransport von der trägerseitigen Oberfläche zu der absorbierenden Struktur hin zu erleichtern, wie dies z.B. in US 3 929 135, US 4 151 240, US 4 319 868, US 4 324 426, US 4 343 314 und US 4 591 523 beschrieben ist.
Die Oberschicht erstreckt sich typischerweise über die Gesamtheit der absorbierenden Struktur und kann sich die bevorzugten Seitenklappen, Seitenhüllelemente oder Flügel hinein erstrecken und einen Teil alles davon bilden.
Fluidkontaktwinkel
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat jede Schicht in dem unteren Bereich eine trägerseitige Oberfläche und eine wäscheseitige Oberfläche, und jede der Oberflächen hat einen Fluidkontaktwinkel, wobei die trägerseitige Oberfläche wenigstens einer der Lagen in dem unteren Bereich einen Fluidkontaktwinkel hat, der größer ist als der Fluidkontaktwinkel der wäscheseitigen Oberfläche und der angrenzenden wäscheseitigen Oberfläche einer benachbarten Schicht.
Jede Schicht hat im unteren Bereich eine trägerseitige Oberfläche und eine wäscheseitige Oberfläche, und jede der Oberflächen der Schichten hat einen Fluidkontaktwinkel, wobei die wäscheseitige Oberfläche wenigstens einer der Schichten in dem unteren Bereich einen Fluidkontaktwinkel hat, der größer ist als der Fluidkontaktwinkel der trägerseitigen Oberfläche der gleichen Schicht.
Im Grunde kann der Kontaktwinkelgradient in dem unteren Bereich zwischen jeder Oberfläche (trägerseitigen oder wäscheseitigen) einer Schicht darin vorhanden sein. So kann der Fluidkontaktwinkelgradient über der trägerseitigen und wäscheseitigen Oberfläche der gleichen Schicht oder zwischen der wäscheseitigen Oberfläche wenigstens einer Schicht in dem unteren Bereich und einer angrenzenden Oberfläche einer benachbarten Schicht vorhanden sein, das heißt, zwischen der trägerseitigen und der wäscheseitigen Oberfläche der ersten Schicht der Unterschicht, zwischen der wäscheseitigen Oberfläche der ersten Schicht und der trägerseitigen Oberfläche der zweiten Schicht der Unterschicht, zwischen der trägerseitigen und der wäscheseitigen Oberfläche der zweiten Schicht der Unterschicht oder zwischen irgendeiner nachfolgenden Unterschichtlage. Zudem ist auch vorgesehen, daß Kombinationen dieser Schichten, die jeweils eine spezifische Kontaktwinkelbeziehung zeigen, verwendet werden, wodurch ein kontinuierlicher Gradient an Kontaktwinkeln in dem unteren Bereich erzeugt wird.
Aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung wird sich die Erfindung nachfolgend jedoch auf das Vorhandensein eines verschiedenen oder erhöhten Kontaktwinkelgradienten zwischen der wäscheseitigen Oberfläche des Kerns und der trägerseitigen Oberfläche der ersten Schicht der Unterschicht richten.
Typischerweise bildet ein Flüssigkeitstropfen 110, der auf einer festen Oberfläche 112 aufgebracht wird, einen Kontaktwinkel A mit der festen Oberfläche, wie dies in 3 zu sehen ist. Mit Zunahme der Benäßbarkeit der festen Oberfläche durch die Flüssigkeit nimmt der Kontaktwinkel A ab. Mit Abnahme der Benäßbarkeit der festen Oberfläche durch die Flüssigkeit nimmt der Kontaktwinkel A zu. Der flüssig/fest – Kontaktwinkel kann mit Techniken bestimmt werden, die im Stand der Technik bekannt sind, wie solche, die in größerem Detail beschrieben sind in Physical Chemistry of Surfaces, zweite Ausgabe, von Arthur W. Adamson (1967), F. E. Bartell und H. H. Zuidema, J. Am. Chem. Soc., 58, 1449 (1936), und J. J. Bikeman, Ind. Eng. Chem., Jahresausgabe, 13, 443 (1941). Jüngere Veröffentlichungen auf diesem Gebiet umfassen Cheng, et al., Colloids and Surfaces 43; 151–167 (1990), und Rotenberg et al., Journal of Colloid and Interface Science 93(1): 169–183 (1983).
Wie hier verwendet, wird der Ausdruck "hydrophil" dazu benutzt, auf Oberflächen Bezug zu nehmen, die durch wäßrige Fluide (z.B. wäßrige Körperfluide), die darauf abgelagert werden, benäßbar sind. Eine Hydrophilizität und Benäßbarkeit werden typischerweise durch den Kontaktwinkel und die Oberflächenspannung der Fluide und betreffenden Feststoff-Oberflächen definiert. Dies wird im Detail diskutiert in der Veröffentlichung der American Chemical Society unter der Bezeichnung Contact Angle, Wettability and Adhesion, herausgegeben von Robert F. Gould (Copyright 1964). Ein Oberfläche gilt als durch ein wäßriges Fluid benäßbar (hydrophil), wenn das Fluid dazu neigt, sich über der Oberfläche spontan auszubreiten. Umgekehrt wird eine Oberfläche als "hydrophob" angesehen, wenn das wäßrige Fluid nicht dazu neigt, sich spontan über die Oberfläche auszubreiten.
Der Fluidkontaktwinkel hängt von Oberflächeninhomogenitäten (z.B. chemischen und physikalischen Eigenschaften, wie Rauheit), Verunreinigung, chemisch/physikalischer Behandlung der Feststoffoberfläche oder einer Zusammensetzung derselben sowie von der Natur der Flüssigkeit und ihrer Verunreinigung ab. Die Oberflächenenergie des Feststoffes beeinflußt auch den Kontaktwinkel. Mit Abnahme der Oberflächenenergie des Feststoffes nimmt der Kontaktwinkel zu. Mit Zunahme der Oberflächenenergie des Feststoffes nimmt der Kontaktwinkel ab.
Die benötigte Energie, um eine Flüssigkeit von einer festen Oberfläche (z.B. einem Film oder einer Faser) zu trennen, wird durch die Gleichung (1) ausgedrückt: W = G(1 + cosA) (1)in welcher:

W: die Adhäsionsarbeit ist, gemessen in erg/cm² (× 10^–3Jm^–2)
G: die Oberflächenspannung der Flüssigkeit ist, gemessen in dyne/cm (× 10³Nm^–1), und
A: der Flüssig/Fest-Kontaktwinkel ist, gemessen in Winkelgraden.

Für eine gegebene Flüssigkeit nimmt die Adhäsionsarbeit mit dem Cosinus des Flüssig/Fest-Kontaktwinkels zu (erreicht ein Maximum dann, wenn der Kontaktwinkel A Null ist).
Die Adhäsionsarbeit ist ein nützliches Werkzeug zum Verstehen und Quantifizieren der Oberflächenenergie-Kennzeichen einer gegebenen Oberfläche für eine gegebene Flüssigkeit.
Tabelle 1 ist nützlich, um die Beziehung zwischen einem Fest/Flüssig-Kontaktwinkel und einer Adhäsionsarbeit für ein spezielles Fluid (z.B. Wasser) darzustellen, dessen Oberflächenspannung 75 dyne/cm (75 × 10^–3Jm^–2) beträgt.
TABELLE 1
Wie in Tabelle 1 gezeigt wird, nimmt mit Abnahme der Adhäsionsarbeit einer speziellen Oberfläche (eine geringere Oberflächenenergie der speziellen Oberfläche zeigend) der Kontaktwinkel des Fluids auf der Oberfläche zu, und das Fluid neigt somit dazu "aufzuperlen" und eine kleinere Kontaktoberfläche einzunehmen. Das Umgekehrte erfolgt ebenso mit einem gegebenen Fluid, wenn die Oberflächenenergie einer gegebenen Oberfläche abnimmt. Die Adhäsionsarbeit beeinflußt deshalb fluide Grenzflächenphänomene auf der festen Oberfläche.
Ganz besonders haben sich im Kontext mit der vorliegenden Erfindung Oberflächenenergiegradienten, wie sie durch Fluidkontaktwinkel oder Diskontinuitäten dargestellt werden, als nützlich beim Verhindern eines Fluidtransports herausgestellt. 4 zeigt eine Fluidtropfen 110, welcher auf einer festen Oberfläche mit zwei Regionen 113 und 115 angeordnet ist, die unterschiedlicher Oberflächenenergien (angezeigt durch die unterschiedliche Schraffierung zu Darstellungszwecken) haben. In der in 4 dargestellten Situation zeigt die Region 113 eine vergleichsweise geringere Oberflächenenergie als die Region 115 und somit eine verringerte Benäßbarkeit für das Fluid des Tröpfchens als die Region 115. Demgemäß erzeugt das Tröpfchen 110 einen Kontaktwinkel A(b) am Rand der das Tröpfchen berührenden Region 113, welcher größer ist, als der Kontaktwinkel A(a), der an dem Rand der das Tröpfchen berührenden Region 115 erzeugt wird. Es sei angemerkt, daß, obwohl zum Zwecke graphischer Klarheit die Punkte "a" und "b" in einer Ebene liegen, der Abstand "dx" zwischen den Punkten "a" und "b" nicht linear sein muß und statt dessen nur das Maß des Tröpfchens/Oberflächen-Kontakts darstellen, ungeachtet der Form der Oberfläche. Das Tröpfchen 110 zeigt somit ein Ungleichgewicht an Oberflächenenergie und somit eine externe Kraft wegen der Differenzen der relativen Oberflächenenergien (das heißt, des Gradienten oder der Diskontinuität der Oberflächenenergie) zwischen den Regionen 113 und 115, welche durch die Gleichung (2) dargestellt werden können: dF = G[cosA(a) – cos A(b)]dx (2)in welcher:

dF: die reine Kraft auf das Fluidtröpfchen ist,
dx: der Abstand zwischen den Bezugsstellen "a" und "b" ist,
G: wie vorher definiert ist, und
A(a) und A(b): die Kontaktwinkel A an den Stellen "a" bzw. "b" sind.

Wenn die Gleichung (1) nach cos A(a) und cos A(b) aufgelöst wird und in die Gleichung (2) eingesetzt wird, ergibt sich die Gleichung (3): dF = G[W(a)/G – 1) – (W(b)/G – 1)]dx (3)
Gleichung (3) kann vereinfacht werden zur Gleichung (4): dF = (W(a) – W(b))dx (4)
Die Bedeutung der Differenz der Oberflächenenergie zwischen den beiden Oberflächen ist deutlich in Gleichung (4) gezeigt, daß der direkte proportionale Effekt, welcher die Magnitude der Differenz der Adhäsionsarbeit ändert, auch auf die Magnitude der Kraft wirkt.
Detaillierte Diskussionen der physikalischen Natur der Oberflächenenergieeffekte und Kapillarität können gefunden werden in Textile Science and Technology; Band 7, Absorbency, herausgegeben von Portnoy K. Chatterjee (1985) und Capillarity, Theory and Practice, Ind. Eng. Chem. 61,10 (1969) von A. M. Schwartz.
Entsprechend wird die durch das Tröpfchen gezeigte Kraft eine Bewegung in Richtung der Oberfläche veranlassen, welche die höhere Oberflächenenergie in diesem Falle in Richtung des Kernes zeigt. Aus Gründen der Einfachheit und graphischen Klarheit wurde der Oberflächenenergiegradient bzw. ihre Diskontinuität in 4 als eine einzelne, scharfe Diskontinuität oder Grenze zwischen gut begrenzten Regionen von konstanter aber unterschiedlicher Oberflächenenergie dargestellt. Oberflächenenergiegradienten können auch als ein kontinuierlicher Gradient oder ein schrittweiser Gradient bestehen, wobei die auf irgendein spezielles Tröpfchen (oder Bereiche eines solchen Tröpfchens) ausgeübte Kraft durch die Oberflächenenergie an jeder speziellen Fläche des berührten Tröpfchen bestimmt wird.
Wie hier verwendet, soll der Ausdruck "Gradient", wenn dieser auf Differenzen der Oberflächenenergie oder der Adhäsionsarbeit angewendet wird, dazu gedacht sein, eine Änderung der Oberflächenenergie oder Adhäsionsarbeit zu beschreiben, die über einen meßbaren Abstand auftritt. Der Ausdruck "Diskontinuität" ist dazu gedacht, sich auf einen Typ eines "Gradienten" oder eines Übergangs zu beziehen, wobei die Änderung der Oberflächenenergie über einen im wesentlichen Nullabstand auftritt. Demgemäß fallen, wie hier verwendet, alle "Diskontinuitäten" in die Definition von "Gradient".
Wie hier auch verwendet, werden die Ausdrücke "kapillar" und "Kapillarität" dazu verwendet, sich auf Durchgänge, Öffnungen, Poren oder Räume innerhalb einer Struktur zu beziehen, welche in der Lage für einen Fluidtransport in Übereinstimmung mit den Prinzipien mit der Kapillarität sind, die allgemein durch die Laplace-Gleichung (5) dargestellt werden: p = 2G(cosA)/R (5)in welcher:

p: der Kapillardruck ist;
R: der Innenradius der Kapillarie (Kapillarradius) ist; und
G: und A wie oben definiert sind.

Wie in Penetration of Fabrics by Emery I. Valko, gefunden in Kapitel III von Chem. Aftertreat. Text. (1971), Seiten 83–113, angemerkt wurde, ist für A = 90° der Cosinus von A gleich Null, und es gibt keinen Kapillardruck. Für A > 90° ist der Cosinus von A negativ und der Kapillardruck setzt sich dem Eintritt eines Fluids in die Kapillarie entgegen. Daher sollten für hydrophile wäßrige Flüssigkeiten die Kapillarwände hydrophiler Natur sein, damit ein erwünschtes Kapillarphänomen auftreten kann. Auch muß R ausreichend klein sein, damit p einen beachtlichen Wert hat, da mit Zunahme von R (Größe Öffnung/Kapillarstruktur) der Kapillardruck abnimmt.
Vielleicht ist wenigstens genauso wichtig wie das Vorhandensein von Oberflächenenergiegradienten die spezielle Orientierung oder Lage der Gradienten selbst im Hinblick auf die Orientierung und Lage der Kapillarien oder Fluiddurchgänge selbst.
Wasser wird durchgehend als Bezugsflüssigkeit verwendet, und zwar nur als ein Beispiel zu Diskussionszwecken und soll nicht beschränkend sein. Die physikalischen Eigenschaften von Wasser sind gut bekannt und Wasser ist ohne weiteres erhältlich und hat im allgemeinen gleichförmige Eigenschaften, wo immer es erhalten wird. Die Konzepte betreffend der Adhäsionsarbeit mit Bezug auf Wasser können leicht auf andere Fluide, wie Blut, Menstruationsfluide und Urin angelegt werden, wenn den speziellen Kennzeichen der Oberflächenspannung des gewünschten Fluids Rechnung getragen wird.
Indem ein Oberflächenenergiegradient zwischen dem Kern und der Unterschicht vorhanden ist, der eine relativ geringe Oberflächenenergie angrenzend an den Bereich der Unterschicht erzeugt, welche angrenzend an den absorbierenden Kern und in Kontakt mit diesem angeordnet sein wird, und ein Bereich relativ geringer Oberflächenenergie, der in Kontakt mit der Haut des Trägers liegen wird, ist die Unterschicht in der Lage, die Bewegung eines Flüssigkeitstropfens vom Kern, der eine relativ höhere Oberflächenenergie zeigt, zur Unterschicht hin, welche eine relativ geringere Oberflächenenergie zeigt, zu verhindern. Die Bewegung des Flüssigkeitstropfens wird durch die Kontaktwinkeldifferenz zwischen dem Bereich geringerer Oberflächenenergie und dem Bereich höherer Oberflächenenergie induziert, was zu einem Ungleichgewicht der Oberflächenspannungskraft führt, die auf die Fest/Flüssig-Kontaktebene wirkt. Es wird angenommen, daß der resultierende Oberflächenenergiegradient, welcher zu einem negativen Kapillardruck führt, besonders zur Verwendung mit einer geöffneten Unterschicht auf einem absorbierenden Artikel geeignet ist.
Das Potential für eine Durchnässung wird dadurch reduziert, indem eine geöffnete Unterschicht mit einem Oberflächenenergiegradienten entsprechend der vorerwähnten Beschreibung vorhanden ist. Wenn einige Benutzungskräfte das gesammelte Fluid aus dem Pad ausdrücken (z.B. durch Komprimierung aus dem absorbierenden Kern in Richtung der unteren Oberfläche der Unterschicht ausdrücken), wird einer solchen unerwünschten Bewegung durch die Oberfläche der Unterschicht, welche eine relativ geringe Oberflächenenergie hat, widerstanden, um das Fluid abzustoßen, wenn dieses seinen Weg aus dem Pad durch die Öffnungen in der Unterschicht sucht.
So wird das Fluid wegen der Antriebskräfte der Oberflächenenergiegradienten zwischen dem Kern und wenigstens einer der Schichten der Unterschicht leichter in dem absorbierenden Kern zurück gehalten.
Im Hinblick auf die Oberflächenenergiegradienten der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, daran zu erinnern, daß die obere und die untere Grenze jedes solchen Gradienten relativ im Hinblick zueinander ist, das heißt, die Regionen der Unterschicht und des Kerns, deren Grenzfläche einen Oberflächenenergiegradienten definiert, müssen nicht auf unterschiedlichen Seiten des Hydrophob/Hydrophil-Spektrums sein. Das heißt, ein Gradient kann durch zwei Oberflächen diverser Hydrophobizitätsgrade oder diverser Hydrophilizitätsgrade eingestellt werden und muß nicht notwendigerweise im Hinblick auf eine hydrophobe Oberfläche und eine hydrophile Oberfläche eingerichtet werden. Trotz des Vorstehenden, wird gegenwärtig bevorzugt, daß die obere Oberfläche der Unterschicht eine vergleichsweise geringe Oberflächenenergie hat, das heißt, daß sie im allgemeinen hydrophob ist, um die auf das vom Kern herein kommende Fluid einwirkende Antriebskraft zu maximieren und die gesamte Durchnässung der Unterschicht auf der wäscheberührenden Oberfläche zu minimieren.
Demgemäß liefern in der vorliegenden Erfindung die Oberflächenenergiegradienten einen Synergieeffekt in Kombination mit der zweidimensionalen Unterschicht, um ein Fluidtransport durch die Unterschicht zu verhindern. Ein Fluid auf der ersten Oberfläche der Unterschicht begegnet zwei unterschiedlichen, aber komplementären Antriebskräften, welche seiner Bewegung vom Kern zur Unterschicht und zur Wäsche hin entgegen gerichtet sind. Diese zwei Kräfte kombinieren sich ebenso, um sich der Fluidbewegung zur Unterschicht hin entgegenzusetzen, wodurch der Vorfall einer Durchnässung dramatisch reduziert wird.
Eine Anzahl physikalischer Parameter sollte beim Ausbilden einer geöffneten Unterschicht und eines Kerns entsprechend dem absorbierenden Artikel der vorliegenden Erfindung berücksichtigt werden, und zwar insbesondere im Hinblick auf eine geeignete Bemaßung und Positionierung der Oberflächenenergiegradienten für eine richtige Fluidhandhabung. Solche Faktoren umfassen die Magnitude der Oberflächenenergiedifferenz (welche abhängig ist von den verwendeten Materialien), die Migrationsfähigkeit der Materialien, die Biokompatibilität von Materialien, die Po rosität oder Kapillargröße, die Gesamtdicke und Geometrie, die Fluidviskosität und Oberflächenspannung und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein weiterer Strukturen auf beiden Seiten der Grenzflächen.
Vorzugsweise sollte die Differenz zwischen den Fluidkontaktwinkeln zwischen zwei benachbarten Oberflächen in dem unteren Bereich, welche einen Oberflächenenergiegradienten schaffen, wenigstens 10°, vorzugsweise wenigstens 20° betragen, und die Oberfläche mit der geringeren Oberflächenenergie sollte einen Fluidkontaktwinkel von wenigstens 90°, vorzugsweise wenigstens 100°, ganz bevorzugt wenigstens 110°, äußerst bevorzugt wenigstens 120° haben.
Unterlagen gemäß der vorliegenden Erfindung können durch beliebige Verfahren des Standes der Technik präpariert werden und sind z.B. beschrieben in US 4,777,073 , und werden dann durch Mittel hydrophil gemacht, wie eine Korona-Entladebehandlung, allgemein in Übereinstimmung mit den Lehren aus US Patent Nrn. 4,351,784, veröffentlicht für Thomas et al. am 28. September 1982; 4,456,570, veröffentlicht für Thomas et al. am 26. Juni 1984 und 4,535,020, veröffentlicht für Thomas et al. am 13. August 1985. Eine Oberflächenbehandlung mit relativ geringer Oberflächenenergie wird dann auf der trägerseitigen Oberfläche der geöffneten Schicht angewendet und vorzugsweise fixiert. Eine geeignete Oberflächenbehandlung ist ein Silicon-Abziehüberzug von Dow Corning aus Midland, Michigan, erhältlich als Syl-Off 7677 zu welchem ein Vernetzer, erhältlich als Syl-Off 7048, in Gewichtsanteilen von jeweils 100 Teile auf 10 Teile hinzugegeben wird. Eine weitere geeignete Oberflächenbehandlung ist ein Beschichten mit einem UV-härtfähigen Silicon umfassend ein Gemisch aus zwei im Handel von General Electric Company, Silicone Products Division, Waterford, NY, unter den Bezeichnungen UV 9300 und UV 9380C-D1, im Handel erhältlichen Gemisch in Gewichtsanteilen von jeweils 100 Teilen auf 2,5 Teile. Typische Materialien mit geringer Oberflächenenergie, die bei Mengen von wenigstens 2,5 g vorzugsweise 0,5 bis 8,0 Gramm pro Quadratmeter Oberflächenbereich verwendet werden, haben zufriedenstellend gearbeitet, obwohl sich andere Beschichtungsmengen als für bestimmte Anwendun gen geeignet herausstellen können, abhängig von der Natur der Unterschicht und den Kennzeichen des Fluids etc. Aufgrund der planaren Natur der Unterschicht, muß die Aufbringung der Behandlung zum Erhalt einer geringen Oberflächenenergie derart ausgeführt werden, daß die Öffnungen nicht blockiert werden.
Weitere geeignete Behandlungsmaterialien umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, fluorinierte Materialien, wie Fluorpolymere (z.B. Polytetrafluor-Ethylen (PTFE), im Handel erhältlich unter dem Markennamen TEFLON") und Chlorfluorpolymere. Weitere Materialien, welche sich als geeignet für eine verringerte Oberflächenenergie herausgestellt haben, umfassen Kohlenwasserstoffe, wie Petrolatum, Latexe, Paraffine und dergleichen, obwohl Siliconmaterialien gegenwärtig zur Verwendung in dem absorbierenden Artikel wegen ihrer Biokompatibilitätseigenschaften bevorzugt werden. Wie hier verwendet, wird der Ausdruck "biokompatibel" verwendet, um sich auf Materialien mit einer geringstufigen spezifischen Adsorption, oder mit anderen Worten einer geringen Affinität, für Biospezies oder biologische Materialien, wie Gluco-Proteine, Blutplättchen und dergleichen. Als solche neigen diese Materialien dazu, eine Ablagerung von biologischem Material in größerem Maße zu widerstehen, als andere Materialien unter Benutzungsbedingungen. Dies Eigenschaft erlaubt diesen, besser ihre Oberflächenenergie-Eigenschaften beizubehalten, wenn sie für nachfolgende Fluidhandhabungssituationen benötigt werden. Bei Abwesenheit einer Biokompatibilität neigt die Ablagerung solchen biologischen Materials dazu, die Rauhigkeit oder Ungleichförmigkeit der Oberfläche zu erhöhen, was zu einer erhöhten Reißkraft oder einem erhöhten Widerstand gegenüber einer Fluidbewegung führt. Folglich korrespondiert die Biokompatibilität mit einer reduzierten Reißkraft oder einem solchen Widerstand gegenüber einer Fluidbewegung und somit einem schnelleren Zugriff eines Fluids auf den Oberflächenenergiegradienten und die Kapillarstruktur. Ein Beibehalten von im wesentlichen der gleichen Oberflächenenergie behält auch die ursprüngliche Oberflächenenergie-Differenz für nachfolgende oder andauernde Fluidablagerungen bei.
Eine Biokompatibiltität ist jedoch kein Synonym zur geringen Oberflächenenergie. Einige Materialien, wie Polyurethan, zeigen eine Biokompatibilität in gewissem Maße, zeigen aber auch eine vergleichsweise hohe Oberflächenenergie. Gegenwärtig bevorzugte Materialien, wie Silicon und fluorinierte Materialien, zeigen vorteilhafterweise sowohl eine geringe Oberflächenenergie als auch eine Biokompatibiltät.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der absorbierende Artikel durch Verbinden verschiedener Elemente, wie einer Oberschicht, einer Unterschicht und eines absorbierenden Kerns durch beliebige Mittel des Standes der Technik konstruiert. Zum Beispiel kann die Unterschicht und/oder die Oberschicht verbunden sein mit dem absorbierenden Kern oder miteinander durch eine gleichförmige kontinuierliche Haftmittelschicht, eine gemusterte Schicht eines Haftmittels oder eine Anordnung von separaten Linien, Spiralen oder Punkten eines Haftmittels. Alternativ können die Elemente durch Wärmebindungen, Druckbindungen, Ultraschallbindungen, dynamisch mechanische Bindungen oder irgendwelche anderen geeigneten Verbindungsmittel, die im Stand der Technik bekannt sind, und irgendeine Kombination derselben verbunden werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der absorbierende Artikel Anwendung finden als Damenbinden, Höscheneinlagen, Erwachsenen-Inkontinenzprodukte und Babywindeln. Die vorliegende Erfindung findet besonders Zuspruch als Damenbinde und Höscheneinlage. So kann der absorbierende Artikel zusätzlich zu den hier oben beschriebenen Komponenten auch solche Merkmale und Teile umfassen, welche für Produkte im Kontext ihrer gedachten Verwendung typisch sind, wie Flügel und Seitenklappen, Unterwäsche-Haftmittel und Abziehpapier, Hüllelemente, Befestigungsmittel und dergleichen.
TESTVERFAHREN
Methode Nr. 1a & 1b – Durchnässungstest
Der Durchnässungstest wird verwendet, um den Widerstand einer atmungsfähigen Unterschicht oder einer Unterschichtskonstruktion gegenüber einer Transmission von Körperausscheidungen zu bewerten. Er kann als direktes Maß verwendet werden, wie flüssigkeitsundurchlässig die atmungsfähige Unterschicht gegenüber dem vollen Bereich der Körperausscheidungen ist, indem die Zusammensetzung der Testlösung einfach geändert wird.
Grundprinzip der Verfahren:
Das Grundprinzip des Tests besteht darin, die Beladung eines absorbierenden Einwegartikels bei Benutzung mit Körperausscheidungen zu simulieren. Um dies zu erreichen, wird ein Produkt präpariert, z.B. eine Damenbinde, und flach auf einem transparenten Testständer angeordnet, der Perspex hergestellt ist. Das Produkt wird mit der trägerseitigen Seite exponiert (obere Seite) und der wäscheseitigen Seite in Kontakt mit dem Testständer (Bodenseite) ausgerichtet. Über der zu analysierenden Probe wird ein Flüssigkeitsausgabesystem aufgehängt, das geeignet ist, irgendeine gewünschte Menge der gewünschten Testflüssigkeit auszugeben (entweder als ein Schwall oder als eine Folge von Schritten, je nach Wunsch).
Zwischen der untersten Oberfläche der Testprobe und dem Durchnässungs-Testständer wird eine Lage eines absorbierenden Filterpapiers angeordnet {hergestellt durch Cartiera Favini S.p.A. Italien; Typ Abssorbente Bianca "N30" (örtlicher Verkäufer Ditta Bragiola SpA. Perugia, Italien)}. Dieses absorbierende Filterpapier befindet sich in einem innigen Kontakt mit der Unterschicht der Testprobe, um z.B. eine Damenbinde zu simulieren, die an einem Höschen oder einer Windel/Inkontinenz-Einrichtung in engem Kontakt mit der Kleidung angebracht ist. Direkt unterhalb des transparenten Teststandes ist ein Spiegel so positioniert, daß jede Änderung des absorbierenden Filterpapiers (Benässen mit gefärbten Lösungen, um Körperausscheidungen zu simulieren), kontinuierlich beobachtet werden kann. Falls z.B. die Unterschicht nicht in der Lage ist, einer Flüssigkeitstransmission adäquat zu widerstehen, wird das Filterpapier dann mit der gefärbten Lösung benäßt, und dies kann in dem Spiegel beobachtet werden. Die Magnitude der übertragenen Lösung, entweder als ein Gewicht oder bevorzugter als Größe der Verfärbung auf dem absorbierenden Filterpapier (das Höschen simulierend) zusätzlich zu der Zeitabhängigkeit der Transmission, kann ohne weiteres aufgezeichnet werden.
Die Testlösung wird über ein kalibriertes Ausgabesystem, wie über eine einfache Burette, entsprechend dem gewünschten Testziel, wie unten im Detail ausgeführt, der Testprobe zugeführt. Wenn das Pad einmal mit der Testlösung beladen worden ist, darf die Lösung über eine Zeitdauer von einer (1) Minute in die Testprobe absorbiert werden, so daß die Oberschicht (trägerseitige Oberfläche) frei von Ansammlungen der Testlösung ist.
Nach der 1-minütigen Wartezeit wird die Testprobe unter einem Druck von 70 g/cm² (Gramm pro Quadratzentimeter) angeordnet, was stärkere Drücke reflektieren soll, die dennoch regelmäßig bei Benutzung erhalten werden. Die Testprobe bleibt unter dem Druck von 70 g/cm² über eine Zeitdauer von wenigstens 30 Minuten und die Masse, z.B. die Fläche des gefärbten Fleckens auf dem absorbierenden Papier, werden in 10-minütigen Intervallen gemessen. Es ist besonders wichtig, über eine ausgedehnte Zeitspanne zu messen, weil erstens die Mobilität einiger Körperausscheidungen, wie Blut, und zweitens der Diffusionsprozeß durch die mikroporöse Unterschicht relativ zeitraubend ist.
Es ist auch wichtig, den Mechanismus des durch Durchnässungs-Mangels zu verstehen und die exakte Testauslegung sicherzustellen, die in der Lage ist, diesen korrekt aufzunehmen. Zum Beispiel wird eine atmungsfähige Unterschicht mit relativ großen Öffnungen (> 200 μm) wahrscheinlicher Fehler zeigen, und zwar aufgrund eines Extrusionsprozesses (so, als wenn der beim Sitzen ausgeübte Druck die Flüssigkeit durch die relativ großen Öffnungen ausdrücken würde), was relativ schnell beim Anordnen der Testprobe unter Druck passieren wird. Umgekehrt wird ein poröses Material mit kleineren Öffnungen (< 200 μm) sehr viel unwahrscheinlicher Fehler zeigen, und zwar aufgrund einer einfachen Extrusion, aber statt dessen über einen Prozeß einer einfachen Diffusion oder kapillar getriebenen Diffusion. Solche Prozesse sind langsam verglichen zu Extrusionsprozessen.
Methode 1a: Starker Schwall-Simulation
In dieser ersten Testausbildung messen wird die Undurchlässigkeit der atmungsfähigen Unterschicht unter einer Simulation einer starken Befrachtung (plötzlicher druckvoller Schwall einer Testlösung). Diese Benutzungssituation ist diejenige, die am schwierigsten zu steuern ist, sie tritt häufig beim Aufstehen auf, nach einer längeren Liege- oder Sitzdauer), weil der absorbierende Kern (oder die Struktur) typischerweise eine endliche Zeitspanne benötigt, um zu funktionieren und Körperausscheidungen adäquat zu absorbieren und zu binde. Zum Beispiel benötigt ein absorbierender Kern, der aus Zellulosefasern (Luftfilz, Tissue) und einem absorbierenden Geliermaterial zusammen gesetzt ist, mehrere Minuten, bevor Fluide adäquat absorbiert und dicht gebunden werden können ungebundene Ausscheidungen, die Lücken oder Zwischenfaserräume besetzen, sind sehr mobil und können sich schnell zu der Unterschicht bewegen, um unter Druck extrudiert zu werden oder durch die Unterschicht über Kapillarkräfte hindurch transportiert zu werden.

Der Test einer Simulation eines zu starken Schwalles wird wie in der oben allgemeinen Beschreibung detailliert ausgeführt unter den folgenden Bedingungen für eine typische Damenbinde durchgeführt:

Testlösung:	synthetisches Urin + 1% grenzflächenaktiver Stoff oder AMF + 1% grenzflächenaktiver Stoff
Schwallvolumen (ml):	für Damenbinde 10 ml.
Schwallgeschwindigkeit (ml/min):	10 (das heißt, 10 ml in 60 Sekunden)
Angelegter Druck: (nach 1 Min Warten)	70 g/cm²

Ergebnisse angegeben als Bereich einer Befleckung/Durchnässung in Einheiten von Quadratzentimeter (cm²) bei einer verstrichenen Zeit = 10, 20, 30 min.
Verfahren 1b: wiederholte Befrachtungssimulation

In dieser Testausführung wird die Undurchlässigkeit der Unterschicht unter etwas typischeren Beladungszuständen, in welchen Körperausscheidungen auftreten, periodisch und in wiederholten Schritten anstatt in einem einzelnen Schwallvorgang gemessen. Der Test einer Simulation einer wiederholten Beladung, wie der für eine typische Damenbinde durchgeführt wurde, wird entsprechend der obigen allgemeinen Beschreibung mit den folgenden spezifischen Bedingungen detailliert angegeben:
Die Testprobe wird speziell einer 5 ml Ladung der Testlösung (siehe unten) ausgesetzt, welche im Zentrum der Testprobe angeordnet wird. Die Testflüssigkeit darf über eine Zeitspanne von einer Minute absorbiert werden, und die Probe wird für 5 Minuten unter einem Druck angeordnet. Nach dieser Zeitspanne wird die Größe (Fläche) einer Durchnässung gemessen und aufgezeichnet. Der Druck wird sofort entfernt und die Probe wird wieder einer 5 ml Ladung der Testlösung ausgesetzt. Wieder wird, nach 1 min Warten, daß die Flüssigkeit absorbiert ist, die Probe (nun 10 ml Testlösung enthaltend) für 5 Minuten unter Druck angeordnet. Nach dieser Zeitspanne wird die Größe (Fläche) einer Durchnässung gemessen und aufgezeichnet. Der Druck wird sofort entfernt, und die Probe wird wieder einer dritten 5 ml Ladung der Testlösung ausgesetzt. Wieder wird, nach dem 1 min Warten, daß die Flüssigkeit absorbiert worden ist, die Probe (nun 15 ml Testlösung enthaltend) für 5 Minuten unter Druck angeordnet, und die Fleckgröße (Durchnässung) wird wieder gemessen. Der Zyklus wird fortgesetzt, bis das Pad mit 20 ml beladen ist. Das Pad wird dann unter der Ladung für weitere 30 min belassen, und die endgültige Durchnässungsfläche wird gemessen.

Testlösung:	synthetisches Urin + 1% grenzflächenaktiver Stoff oder AMF + 1% grenzflächenaktiver Stoff
Schwallvolumen (ml): 5 ml-Beladungen	für Damenbinden wiederholte schrittweise
Maximumbeladung (ml/min):	20 ml (das heißt, 5 ml in 2 Minuten)
Angelegter Druck: (nach 1 min Warten)	70 g/cm²

Ergebnisse werden typischerweise als Fläche einer Befleckung/Durchnässung in Einheiten von Quadratzentimeter (cm²) nach 5 min angegeben.
Bei Beladungen = 5, 10, 15 & 20 ml bei einer Zeit = 5 min nach Beladung und einer Zeit = 30 min nach 20 ml Beladung.
Art der Testlösung und verwendete Volumen in den Testverfahren
Es ist wichtig, die Testlösungszustände an die Endbenutzung des Produkts anzupassen, um in der Lage zu sein, zuverlässig veranlagte, potentiell atmungsfähige Unterlageausbildungen zu haben. Damenbinden sind so ausgebildet, daß sie menstruale Ausscheidungen aufnehmen. Diese Ausscheidungen können für unterschiedliche Frauen sehr variabel sein und können verschiedene Anteile an Fettsäuren und detergenzartige Fremdstoffe von täglichen Hygienepraktiken (Waschen, Wäschereinigen etc.) enthalten. Diese Komponenten sind äußerst mobil und können sehr geringe Oberflächenspannungen haben so sollte Das Testfluid einen unten im Detail angegebenen grenzflächenaktiven Stoff enthalten. Die Volumen der Testlösungen bis 10 ml für einen Schwall sind ausreichend hoch, so daß 95% aller Schwallsituationen in Benutzung in diesen Bereich fallen werden. Ebenso kann eine Damenbinde in Benutzung wiederholt mit bis zu 20 ml beladen werden (95% aller Damenbinden fallen in diesen Bereich), aber selben höher. Typischerweise wird eine Damenbinde eine Beladung von 10 ml (90% aller Damenbinden) oder weniger haben.
Obwohl Inkontinenzeinlagen, Babywindeln oder Höscheneinlagen (Binden, die von Frauen zwischen der Periode oder an dem Beginn/Ende der Periode getragen werden) andere Erfordernisse haben als für Damenbinden, kann eine Testlösung näher an Urinausscheidungen auf einer Damenbinde verwendet werden. Dennoch werden körperfremde Stoffe (Fettsäuren, grenzflächenaktive Stoffe und Detergenzreste) gefunden, und es wurde festgestellt, daß die Hinzufügung eines grenzflächenaktiven Stoffs zu einer synthetischen Urinlösung mit den Zuständen gut korreliert, die bei Benutzung gefunden werden.
Da es eine allgemeine Praxis ist, Frauenhygieneprodukte (Damenbinden, Höscheneinlagen) auch als eine leichte Inkontinenzeinrichtung zu verwenden, ist es auch angebracht, potentielle atmungsfähige Unterschichtmaterialien und Konstruktionen auch mit einer synthetischen Urinlösung, welche einen grenzflächenaktiven Stoff enthält, zu beurteilen. Die Volumen wiederum werden so gewählt, daß sie typische Zustände reflektieren, denen diese Anwendung wahrscheinlich die Produkte aussetzt. Für Windeln oder Anwendungen gegen eine stärkere Inkontinenz können Verfahren ohne weiteres modifiziert werden, um höhere Ladevolumen einer Testlösung und höhere Ausgabegeschwindigkeiten zu simulieren.
Eine Präparierung der Testlösung aus synthetischem Urin + 1% grenzflächenaktivem Stoff (UreaB/1%).
Die Testlösung synthetisches Urin wird zuerst in einer 10 kg Mastercharge präpariert und kleinere Mengen werden bedarfsweise entnommen und ein grenzflächenaktiver Stoff hinzugegeben. Jede 10 kg UreaB/Charge ist zusammengesetzt aus den folgenden Komponenten:
Die 10 kg Mastercharge wird entsprechend dem Verfahren präpariert: für einzelne Messungen wird typischerweise eine 100 ml Testlösung UreaB/1% grenzflächenaktiver Stoff durch Mischen einer 90 ml UreaB-Lösung mit 10 ml grenzflächenaktivem Stoff präpariert. Die UreaB/1%-Lösung muß konstant gemischt werden, um sicher zu stellen, daß die Komponenten sich nicht vor der Benutzung trennen.
Die Präparierung der Testflüssigkeit AMF: künstliches Menstruationsfluid + 1% grenzflächenaktiver Stoff
Künstliches Menstruationsfluid (AMF) basiert auf modifiziertem Schafsblut, das modifiziert wurde, um sicher zu stellen, daß diese menschliches Menstruationsfluid in Viskosität, elektrischer Leitfähigkeit, Oberflächenspannung und Erscheinungsbild eng nachbildet. Zudem führen wir einen grenzflächenaktiven Stoff (1%) zu diesem Testfluid (geliefert von Pegesis/USA) hinzu, um die Streßsituationen besser zu reflektieren, in welchen die typische Hygienepraxis (und in einigen begrenzten Situationen Diäteinflüsse) zusätzliche grenzflächenaktive Stoffe oder unerwartete Anteile von z.B. Fettsäuren, hinzuführen kann, was die Blut-Oberflächenspannung senken kann. Menstruationsfluide mit geringer Oberflächenspannung sind die größten Beiträger zu einem Durchnässungmangel der Unterschicht auf einem atmungsfähigen absorbierenden Artikel, wie einem Sanitärartikel.
Reagentien:

1) Difibriniertes Schafsblut ist erhältlich von Unipaht S.p.A {Garbagnate Milanese/Italien}.
2) Milchsäure von J.T. Baker Holland Reagenzqualität (85–95% w/w)
3) Kaliumhydroxid (KOH) von Sigma Chemical Co. USA, Reagenzqualität
4) Phosphatpuffer-Salztabletten von Sigma Chemical Co. USA, Reagenzqualität
5) Natriumchlorid von Sigma Chemical Co. USA, Reagenzqualität
6) gastrisches Mucin von Sigma Chemical Co. USA, Type III (CAS 84082-64-4)
7) Destilliertes Wasser.

Schritt 1:
Präparieren einer 9 ± 1% Milchsäurelösung durch Auflösung von Milchsäurepulver in destilliertem Wasser.
Schritt 2:
Präparieren einer 10% Kaliumhydroxid (KOH)-Lösung durch Lösen von KOH-Pulver in destilliertem Wasser.
Schritt 3:
Präparieren einer Phosphatpufferlösung, gepuffert auf pH = 7,2 durch Auflösen von Tabletten, wenn sie 1 L destilliertes Wasser gegeben werden.
Schritt 4:
Präparieren und langsames Erwärmen auf 45 ± 5°C einer Lösung der folgenden Zusammensetzung:

– 460 ± 5 ml einer Phosphatpufferlösung
– 7,5 ± 0,5 ml einer KOH-Lösung

Schritt 5:
Präparieren einer Schleimlösung durch langsames Auflösen (mit konstantem Rühren) von etwa 30 Gramm gastrischen Mucins in der vorerwärmten (45 ± 5°C) Lösung, die in Schritt 4 präpariert wurde. Nach der Auflösung sollte die Lösungstemperatur erhöht werden auf zwischen 50–80°C und das Gemisch für etwa 15 min abgedeckt werden. Herabstellen der Wärme, um eine relativ konstante Temperatur zwischen 40 und 50°C beizubehalten, und Fortsetzen zu rühren für eine Zeitspanne von 2,5 Stunden.
Schritt 6:
Entfernen der Lösung von der heißen Platte und Zulassen, daß die Lösung (von Schritt 5) sich nun abkühlt auf weniger als 40°C. Hinzugeben von 2,0 ml. der 10% Milchsäurelösung und intensiv Mischen für 2 Minuten.
Schritt 7:
Anordnen der Lösung in einem Autoklaven und Erwärmen auf eine Temperatur von 121°C für 15 Minuten.
Schritt 8:
Erlauben, daß sich die Lösung auf Raumtemperatur abkühlen kann, und Verdünnen auf 1 zu 1 mit dem difibrinierten Schafsblut.
Nach der AMF-Präparierung werden seine Viskosität, sein pH-Wert und seine Leitfähigkeit gemessen, um sicher zu stellen, daß die Blutcharakteristika in einem Bereich nahe denjenigen liegen, die für Menstruationsblut normal sind {(siehe Referenzschrift H.J. Bussing "Zur Biochemie des Menstrualblutes" Zbl. Gynaec, 179,456 (1957)}. Die Viskosität sollte im Bereich von 7 bis 8 (Einheiten cStK) liegen. Der pH-Wert sollte im Bereich von 6,9 bis 7,5 liegen und die Leitfähigkeit sollte im Bereich von 10,5 bis 13 (Einheiten mmho) liegen. Falls die Viskosität nicht innerhalb des oben spezifizierten Bereichs liegt, sollte diese nicht verwendet werden und eine neue Charge von AMF muß präpariert werden. Dies kann eine Einstellung auf die Menge des verwendeten gastrischen Mucins erforderlich machen. Da dies ein natürliches Produkt ist, kann seine Zusammensetzung von einem Lot zu einem anderen schwanken.
Für Einzelmessungen wird typischerweise eine 100 ml AMF-Testlösung mit grenzflächenaktivem Stoff durch Mischen von 90 ml AMF-Lösung (erhalten bei 25°C) mit 10 ml grenzflächenaktivem Stoff präpariert. Die Lösung aus AMF/1% grenzflächenaktivem Stoff muß konstant gemischt werden, um sicher zu stellen, daß sich die Komponenten nicht vor der Benutzung trennen. Die Lösung sollte nur innerhalb von 4 Stunden nach der Präparierung verwendet werden.
Beispiele:
Beispiele, die für die vorliegende Erfindung repräsentativ sind, wurden gemäß den Testverfahren 1a und 1b getestet und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 detailliert angegeben. Jede Testprobe wurde in jeder Hinsicht unter identischen Bedingungen präpariert, mit Ausnahme der spezifischen Behandlung, die dem Material, das entweder einen Teil der Unterschichtkonstruktion bildet oder in innigem Fluidkontakt mit dieser steht. Für die Testproben wurden Damenbinden, die unter dem Markennamen "Always Ultra Normal" produziert wurden und erhältlich sind von Procter & Gamble GmbH Schwalbach/Deutschland, entsprechen den normalen Herstellungsprozeduren hergestellt, mit einem Ausnahme einem sehr geringen Anbringungsgrad der Unterschicht an der Gesamtstruktur. Dies erlaubte, die bestehende Unterschicht, die aus einem undurchlässigen (sowohl gegenüber Flüssigkeiten als auch Gasen) Kunststofffilm zusammen gesetzt war, zu entfernen und durch eine alternative atmungsfähige Unterschicht zu ersetzen. Die Struktur der Damenbinde war identisch in allen Beispielen, mit Ausnahme einer zusätzlichen Oberflächenbehandlung (Absenken der Oberflächenenergie für eine Flüssig/Fest-Oberfläche via Siliconbeschichtung).
Beispiel 1: (Referenz)
In diesem Beispiel wird die undurchlässige Kunststoff-Unterschicht, die sich typischerweise auf einer Damenbinde befindet, durch einen mikroporösen Film ersetzt (hergestellt durch Exxon Chemical Company, USA, unter dem Herstellungscode Exxaire XBF-100W) und direkt in Kontakt mit dem absorbierenden Kern positioniert. Keine zusätzlichen Schichten oder Oberflächenbehandlungen werden angewendet.
Beispiel 2:
Dieses ist eine identische Struktur zu derjenigen aus Beispiel 1, mit Ausnahme dessen, daß die wäscheseitige Oberfläche des absorbierenden Kerns, die in Kontakt mit der trägerseitigen Oberfläche des geöffneten mikroporösen Films liegt (geliefert von Exxon Chemical Company unter dem Herstellungscode Exxaire XBF-100W) behandelt wurde mit einem thermisch gehärteten Silicon mit einem Basisgewicht von etwa 6 g/m². Das Silicon wurde hergestellt durch DOW Corning USA (verkauft unter dem Markennamen SYL-OFF 7048 Vernetzer/SYL-OFF 7677 Abziehbeschickter (Mischverhältnis 10%:90%)).
Beispiel 3:
Dieses ist eine identische Struktur zu derjenigen aus Beispiel 2, mit Ausnahme dessen, daß die trägerseitige Oberfläche des mikroporösen Films (geliefert von Exxon Chemical Company unter dem Herstellungscode Exxaire XBF-100W) behandelt (bedruckt) wurde mit einem thermisch gehärteten Silicon mit einem Basisgewicht von etwa 2 g/m². Das Silicon wurde hergestellt von DOW Corning USA (verkauft unter dem Markennamen SYL-OFF 7048 Vernetzer/SYL-OFF 7677 Anziehbeschichter (Mischverhältnis 10%:90%)).
Beispiel 4:
In diesem Beispiel ist eine zusätzliche Schicht angrenzend an die wäscheseitige Oberfläche des Kerns und der trägerseitigen Oberfläche des mikroporösen Film (geliefert von Exxon Chemical Company unter dem Herstellungscode Exxaire XBF-100W) vorhanden. Diese Schicht ist ein geöffneter Film, hergestellt aus einem PE geringer Dichte (geliefert von Tredegar Corporation, USA, unter dem Herstellungscode X-1522). Die trägerseitige Oberfläche (in Kontakt mit der wäscheseitigen Oberfläche des absorbierenden Kerns liegend) des geöffneten Films wurde zusätzlich behandelt mit einem thermisch gehärteten Silicon mit einem Basisgewicht von etwa 2 g/m². Das Silicon wurde hergestellt von DOW Corning USA (verkauft unter dem Markennamen SYL-OFF 7048 Vernetzer/SYL-OFF 7677 Abziehbeschichter (Mischverhältnis 10%:90%).
Beispiel 5:
In diesem Beispiel wurde eine zusätzliche Schicht der wäscheseitigen Oberfläche des einfachen mikroporösen Films hinzugefügt (geliefert durch Exxon Chemical Company unter dem Herstellungscode Exxaire XBF-100W). Diese Schicht ist zusammengesetzt aus einem laminierten Vlies (14 MB/14 SB, hergestellt durch Corovin GmbH in Deutschland unter dem Markennamen MD 2005). Das laminierte Vlies ist zusammengesetzt aus 14 g/m² Spunbond und 14 g/m² Meltblown (trägerseitige Oberfläche) und wurde zusätzlich behandelt mit einem thermisch gehärteten Silicon mit einem Basisgewicht von etwa 4 gsm. Das Silicon wurde hergestellt durch DOW Corning USA (verkauft unter dem Markennamen SYL-OFF 7048 Vernetzer/SYL-OFF 7677 Abziehbeschichter (Mischverhältnis 10%:90%). Tabelle 1: Durchnässungstest-Ergebnisse für jede Probe

§ Durchnässungswerte aufgezeichnet 30 Minuten nach Beladung des Artikels.

Fluidkontaktwinkel-Bestimmung: Verfahren Nr. 2
Der Fluidkontaktwinkeltest ist ein Standardtest, um die Natur der Interaktion zwischen er festen Oberfläche und einem Flüssigkeitstropfen zu bewerten. Der Kontaktwinkel eines Tropfens, der sich auf einer Oberfläche bildet, ist eine Reflektion mehrerer Interaktionen. Die Natur der Flüssigkeit, ihre Oberflächenspannung, die Natur des Feststoffs und der Oberflächenunebenheiten zusätzlich zu der Natur der Flüssig/Feststoff-Interaktion. Allgemein zeigt ein Tröpfchen auf einer rauhen Oberfläche typischerweise einen höheren Kontaktwinkel als ein Tröpfchen auf einer glatten Oberfläche der gleichen chemischen Zusammensetzung. Falls ein Tröpfchen Wasser einen Kontaktwinkel von mehr als 90 Grad zeigt, wird die Oberfläche als "hydrophob" für die Flüssigkeit angesehen. Falls der Kontaktwinkel weniger als 90 Grad beträgt, wird die Oberfläche als "hydrophil" angesehen.
Grundprinzip der Verfahren:
Der Kontaktwinkel einer Flüssigkeit, der auf einer Oberfläche entsteht, kann durch eine Vielfalt von Techniken gemessen werden. Die hier verwendete Technik, den Kontaktwinkel zu messen, ist die "Wilhelmy Plate Technique". Das Prinzip dieser Technik ist, eine Probe des Feststoffs über einem Wasserkessel zu hängen, und die Probe wird langsam auf eine definierte Tiefe in das flüssige Wasser abgesenkt und dann entnommen. Die Verzögerungskraft, die durch das Wasser auf der Materialprobe bei Kontakt (Null Eintauchtiefe) ausgeübt wird, wird gemessen durch eine Mikrowaage, und der Cosinus des Kontaktwinkels wird dann aus der Gleichung bestimmt:
In welcher

F: = Probenkraft bei Null Eintauchtiefe, wie durch die Waage (mg) bestimmt.
P: = Umfang der Probe an der Grenzfläche (cm)
ST: = Oberflächenspannung (dyne cm)
Cos∅: = Cosinus des Kontaktwinkels
G: = Beschleunigung durch Schwerkraft (an der Meßstelle)

Die Anlage, die wir verwendet haben, um den Kontaktwinkel zu messen, ist ein automatisierter "Dynamic Contact Angle Analyser (Modell DCA-322)", hergestellt durch Cahn Instruments, nc. Cerritos CA 90701-2275 USA. Für jedes beurteilte Material (siehe Tabelle) wird eine Probe (24 mm × 30 mm) präpariert und an einer Glasscheibe angebracht, wie dies durch die Betriebsanleitung der Anlage spezifiziert ist. Große Sorge wird getroffen, um sicher zu stellen, daß die Materialprobe nicht berührt wird, was andernfalls die Materialoberfläche kontaminieren würde. Jedes Material wird 5 mal gemessen, um eine Genauigkeit der Messungen sicher zu stellen und um einen Einfluß von Herstellungsschwankungen oder Oberflächenunregelmäßigkeiten zu minimieren.
Tabelle 2: Oberflächenkontaktwinkel von Flüssig/Fest-Materialien und Oberflächen der oben beschriebenen Beispiele wurden gemessen.
Der Kontaktwinkel einer Flüssigkeit auf einer Oberfläche und die Fähigkeit eines porösen Materials, Flüssigkeiten entweder durch eine Kapillare oder durch Extrusionsprozesse zu übertragen, ist abhängig von Oberflächenunebenheiten oder einer Oberflächenstruktur, der Natur der Flüssigkeit und, wie diese mit der Oberfläche sowie mit dem Transportmechanismus interagiert. Die in diesem Test verwendete Testlösung ist destilliertes Wasser mit einer hohen Hydrophilizität und einer hohen Oberflächenspannung. Dies führt zu Kontaktwinkeln, die höher sind als solche, die typischerweise in menstrualen Fluiden oder urinartigen Ausscheidungen gefunden werden oder die man dort zu finden erwartet. So impliziert ein Kontaktwinkel von mehr als 90 Grad mit Wasser nicht, daß Materialporen eine negative Kapillarkraft auf menstrualtypische Ausscheidungen ausüben. Eine Zunahme des Kontaktwinkels jedoch wird dahin gehend arbeiten, das Ausmaß/die Effizienz eines Flüssigkeitstransports (entweder kapillar- oder extrusionsbasiert) durch das Testmaterial hindurch zu senken.

Claims

Absorbierender Einwegartikel (1) mit einer flüssigkeitsdurchlässigen Oberschicht (24), einem absorbierenden Kern (23) und einer Unterschicht (20), wobei sich der Kern (23) zwischen der Oberschicht (24) und der Unterschicht (20) befindet, wobei die Unterschicht (20) eine gasdurchlässige, zweidimensionale, im wesentlichen planar geöffnete Schicht (21) aufweist und der Kern (23) eine Fluidspeicherschicht aufweist und die Unterschicht (20) eine äußere Schicht aufweist, wobei der Kern (23) und die Unterschicht (20) jeweils wenigstens eine Schicht aufweisen, wobei jede Schicht eine trägerseitige Oberfläche und eine wäscheseitige Oberfläche hat und jede der Oberflächen der Schichten einen Fluidkontaktwinkel hat und der absorbierende Artikel einen unteren Bereich hat, der sich von der wäscheseitigen Oberfläche der Fluidspeicherschicht und diese einschließend zu der wäscheseitigen Oberfläche der äußeren Schicht und diese einschließend erstreckt, wobei die trägerseitige Oberfläche wenigstens einer der Schichten in dem unteren Bereich einen Fluidkontaktwinkel von größer als dem Fluidkontaktwinkel der angrenzenden wäscheseitigen Oberfläche einer angrenzenden Schicht hat und die wäscheseitige Oberfläche wenigstens einer der Schichten in dem unteren Bereich einen Fluidkontaktwinkel von größer als dem Fluidkontaktwinkel der wäscheseitigen Oberfläche der gleichen Schicht hat.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welcher wenigstens eine der Oberflächen der Schichten in dem unteren Bereich ein Material geringer Oberflächenenergie aufweist.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach Anspruch 2, in welchem das Material geringer Oberflächenenergie ausgewählt ist aus härtbaren Siliconen, Fluorpolymeren, Kohlenwasserstoffen oder Mischungen davon.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem entweder die wäscheseitige Oberfläche oder die trägerseitige Oberfläche der Schicht in dem unteren Bereich wenigstens 0,25 g des Materials geringer Oberflächenenergie pro Quadratmeter der Oberfläche aufweist.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem die Unterschicht (20) wenigstens zwei Lagen aufweist.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach Anspruch 5, in welchem die zweite Lage (22) der Unterschicht (20) angrenzend an die trägerseitige Oberfläche der zweidimensionalen Schicht (21) angeordnet ist.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach Anspruch 5, in welchem die zweite Lage (22) der Unterschicht (20) angrenzend an die wäscheseitige Oberfläche der zweidimensionalen Schicht (21) angeordnet ist.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 7, in welchem die zweite Lage (22) ein offener polymer geformter Film oder eine zweidimensionale polymere offene Schicht oder eine Faserschicht ist.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem der Kern (23) wenigstens zwei Bereiche umfaßt, wobei ein erster Bereich die Speicherschicht aufweist und ein zweiter Bereich eine faserige Schicht aufweist, wobei die faserige Schicht an die Unterschicht angrenzt.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem die trägerseitige Oberfläche der Schicht einen Fluidkontaktwinkel von wenigstens 10° größer als dem Fluidkontaktwinkel einer angrenzenden Oberfläche hat.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach Anspruch 10, in welchem der Fluidkontaktwinkel wenigstens 20° größer als der Fluidkontaktwinkel einer angrenzenden Oberfläche ist.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem der Fluidkontaktwinkel der wäscheseitigen Oberfläche der Speicherschicht wenigstens 90° beträgt.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach Anspruch 12, in welchem der Fluidkontaktwinkel der Oberfläche wenigstens 100° beträgt.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, in welchem der Artikel (1) eine Damenbinde oder eine Höscheneinlage ist.
Absorbierender Einwegartikel (1) nach Anspruch 1, in welchem der absorbierende Artikel (1) vorzugsweise einen kontinuierlichen Fluidkontaktwinkelgradienten im unteren Bereich hat.